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Industrial IoT in Deutschland: Edge Computing ist das fehlende Puzzleteil für viele IoT Use Cases

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Geschätzte Lesezeit: 5 Minuten

Ein Blog­bei­trag von Mar­co Becker, Seni­or Con­sul­tant, IDC.

In einer vor kur­zem durch­ge­führ­ten Stu­die hat IDC die Umset­zung von Indus­tri­al IoT (IIoT) in deut­schen indus­tri­el­len und indus­trie­na­hen Unter­neh­men unter­sucht. Ein grund­sätz­li­ches Ergeb­nis: Unter­neh­men beschäf­ti­gen sich zuneh­mend mit den Mehr­wer­ten von IIoT und set­zen Initia­ti­ven um. Das gilt sowohl für kurz­fris­ti­ge Mehr­wer­te im aktu­el­len pan­de­mie­ge­präg­ten Tages­ge­schäft als auch für stra­te­gi­sche Mög­lich­kei­ten, die auf neue IoT-basier­te Pro­duk­te und Geschäfts­mo­del­le abzie­len. Beson­ders im Fokus ist aktu­ell Edge Computing.

Technologie mit Potenzial – Edge Computing schlägt die Brücke zum Rechenzentrum

Bereits 15 Pro­zent der Befrag­ten haben in ihren IoT Cases Edge Com­pu­ting pro­duk­tiv im Ein­satz. Wei­te­re 56 Pro­zent ver­su­chen sich in Pilot­pro­jek­ten oder befin­den sich gera­de in der Pla­nung für sol­che. Aber was macht Edge Com­pu­ting ins­be­son­de­re in IoT-Umge­bun­gen inter­es­sant? IT-Res­sour­cen sol­len nun am Netz­wer­krand, also am „Edge”, plat­ziert wer­den, obwohl jah­re­lang IT-Infra­struk­tu­ren für mehr Effi­zi­enz gezielt in Rechen­zen­tren kon­zen­triert oder in die Cloud aus­ge­la­gert wur­den. Wie passt das zusammen?

Auch wenn der Effi­zi­enz­ge­dan­ke beim IT-Betrieb rich­tig ist, ist die Zen­tra­li­tät gleich­zei­tig eine Achil­les­fer­se für IIoT. Pri­mär liegt das an den Distan­zen, die die Daten für eine Ver­ar­bei­tung im Rechen­zen­trum oder in der Cloud zurück­le­gen müs­sen. Edge Com­pu­ting kann die­ses Pro­blem lösen, indem es dezen­tra­le Ver­ar­bei­tungs­or­te schafft. Aller­dings ist die Umset­zung nicht banal und erfor­dert fort­schritt­li­che tech­no­lo­gi­sche Exper­ti­se rund um Kon­nek­ti­vi­tät, Com­pu­ting und Datenanalysen.

Um von Trends nicht aus­ge­schlos­sen zu wer­den, täti­gen Unter­neh­men häu­fig Inves­ti­tio­nen, obwohl die­se kei­ne Garan­tien für Mehr­wer­te bie­ten und sich im Ein­zel­fall durch­aus nur als Kos­ten­fak­tor her­aus­stel­len kön­nen. Um das zu ver­mei­den, soll­ten Inter­es­sier­te auch gründ­lich den wirt­schaft­li­chen Mehr­wert ihrer Ideen rund um Edge Com­pu­ting durch­den­ken. So ver­mei­den sie Fehl­in­ves­ti­tio­nen, die sich auch nega­tiv auf die Wahr­neh­mung ande­rer IoT-Inves­ti­tio­nen aus­wir­ken können.

Einsatzgrad von Edge Computing in deutschen industriellen und industrienahen Unternehmen 

Cloud-Core-Edge-Balance macht flexibel und erhöht die Verlässlichkeit

Edge Com­pu­ting ist für die meis­ten IoT-Umge­bun­gen eine Ergän­zung und ersetzt die zen­tra­len IT-Infra­struk­tu­ren nicht. Das Augen­merk liegt daher auf der rich­ti­gen Kom­po­si­ti­on der IoT-Infra­struk­tur – und zwar in Abhän­gig­keit von den ange­streb­ten Anwen­dungs­sze­na­ri­en und jewei­li­gen Anfor­de­run­gen, die sich grund­le­gend unter­schei­den können:

  • Ist mit dem umzu­set­zen­den Use Case die Erzeu­gung von gro­ßen Daten­men­gen ver­bun­den, bei­spiels­wei­se bei Video­über­wa­chun­gen, ist es sinn­voll, dass bereits mög­lichst viel Daten­ma­te­ri­al am Edge ver­ar­bei­tet wird. So wer­den Netz­wer­ke und Spei­cher nicht über­las­tet. Sol­len die gro­ßen Daten­men­gen trotz­dem wei­ter­ver­ar­bei­tet wer­den, bei­spiels­wei­se für Big- Data-Ana­ly­sen, wird ent­spre­chen­de Per­for­mance aus dem Rechen­zen­trum oder der Cloud benötigt.
  • Ist eine nied­ri­ge Latenz ent­schei­dend, soll­ten die Daten eben­falls direkt am Edge ver­ar­bei­tet wer­den. Das hält den Ver­sand­weg kurz – bei­spiels­wei­se bei auto­no­men Fahr­zeu­gen oder Robo­ter­as­sis­ten­ten, die im Opti­mal­fall ohne Ver­zö­ge­rung auf Hin­der­nis­se reagie­ren müs­sen. Je nach­dem, ob die Ver­ar­bei­tung schnell oder sogar in Real Time statt­fin­den muss, kann zudem noch eine Aus­wahl zwi­schen Light Edge direkt an der Anla­ge und Hea­vy Edge getrof­fen wer­den. Das wäre zum Bei­spiel über­grei­fend für eine Fer­ti­gungs­stra­ße oder eine gan­ze Smart Fac­to­ry der Fall.
  • Anwen­dungs­sze­na­ri­en, die hohe Rechen­leis­tun­gen benö­ti­gen, kön­nen auf Edge-Infra­struk­tur oft nur schwer umge­setzt wer­den, bei­spiels­wei­se das Trai­ning von AI/ML-Algo­rith­men. Hier bie­tet sich das Kern­re­chen­zen­trum oder ein Cloud Ser­vice an – letz­te­res ins­be­son­de­re dann, wenn sich der Auf­bau einer eige­nen Infra­struk­tur nicht auf Dau­er lohnt, weil die­se Sze­na­ri­en nur sel­ten auf­tre­ten. Die Aus­füh­rung des fer­tig trai­nier­ten Algo­rith­mus kann dann wie­der direkt am Edge stattfinden.

In der Regel tritt kei­ne die­ser Anfor­de­run­gen allein oder iso­liert auf, son­dern in Kom­bi­na­tio­nen. Die ein­zel­nen Anfor­de­run­gen haben dabei unter­schied­lich hohe Prio­ri­tä­ten oder kön­nen je nach Anwen­dungs­sze­na­rio sogar alle gleich­zei­tig zutreffen.

Durch die direk­te Ver­ar­bei­tung von Daten am Edge und durch das Aus­klam­mern der poten­zi­el­len Feh­ler­quel­le „Daten­ver­sand” kann zudem die Ver­läss­lich­keit und Sta­bi­li­tät der IIoT-Anwen­dun­gen ver­bes­sert wer­den. Gera­de im indus­tri­el­len Umfeld ist ein rei­bungs- und lücken­lo­ser Betrieb häu­fig alter­na­tiv­los, weil Fer­ti­gungs­an­la­gen nicht pro­blem­los abge­stellt oder neu gestar­tet wer­den kön­nen. Aut­ar­ke Edge-Infra­struk­tu­ren kön­nen die wich­tigs­ten Funk­tio­nen steu­ern und damit tem­po­rä­re Aus­fäl­le des Rechen­zen­trums oder der Cloud über­brü­cken, bis wie­der eine Ver­bin­dung besteht – oder auch eine dau­er­haft schlech­te Kon­nek­ti­vi­tät kompensieren.

Jede IoT-Umgebung ist anders: Knackpunkt „Integration”

Der indus­tri­el­le Sek­tor in Deutsch­land und vor allem der deut­sche Mit­tel­stand rund um Fer­ti­gung, Maschi­nen­bau und Auto­mo­ti­ve ist so diver­si­fi­ziert, dass es zahl­lo­se poten­zi­el­le IoT-Anwen­dungs­sze­na­ri­en gibt. Und auch bereits eta­blier­te IoT Use Cases wie „Pre­dic­ti­ve Main­ten­an­ce” oder „Remo­te Con­trol” müs­sen an die jewei­li­gen Maschi­nen oder Pro­zes­se ange­passt wer­den. Dazu gehört sowohl die Daten­er­zeu­gung über Sen­so­ren, die Daten­samm­lung über ver­schie­dens­te Schnitt­stel­len sowie die Aggre­ga­ti­on der ein­zel­nen Daten­strö­me in einen gemein­sa­men, aus­wert­ba­ren Datensatz.

Die­se indi­vi­du­ell nöti­gen Anpas­sun­gen und die Bei­spie­le rund um die Cloud-Core-Edge-Balan­ce zei­gen, dass IoT-Umge­bun­gen je nach Anwen­dung und Unter­neh­men völ­lig ver­schie­den auf­ge­baut wer­den kön­nen und müs­sen. Aus die­sem Grund soll­te bei der Gestal­tung einer zukunfts­fä­hi­gen IoT-Umge­bung auch dar­auf geach­tet wer­den, dass die­se mög­lichst agil, fle­xi­bel und offen ist – damit auch zukünf­ti­ge neue Use Cases mög­lichst ein­fach inte­griert wer­den können.

Standardisierung und Container gehören fest zur Zukunft von IoT und Edge

Beson­ders viel­ver­spre­chend für die Zukunfts­fä­hig­keit der eige­nen IoT-Umge­bung sind Stan­dards. Schon jetzt gibt es unzäh­li­ge IoT-Lösun­gen ver­schie­dens­ter Anbieter*innen aus den Berei­chen Sen­so­rik, Maschi­nen­steue­rung, Indus­trie­au­to­ma­ti­on, IT und vie­len wei­te­ren. Häu­fig kön­nen die­se nur mit hohem Auf­wand mit­ein­an­der inte­griert wer­den. All­ge­mein­gül­ti­ge Stan­dards erhö­hen die Inter­ope­ra­bi­li­tät und soll­ten daher bei der Anbie­ter- bzw. Lösungs­aus­wahl berück­sich­tigt wer­den. Sind die poten­zi­el­len Part­ner z. B. Mit­glied in ein­schlä­gi­gen Ver­bän­den wie dem Indus­tri­al Inter­net Con­sor­ti­um, der Open Indus­try 4.0 Alli­an­ce oder dem one­M2M-Netz­werk?  Die­se stre­ben nach einer gemein­sa­men Stan­dar­di­sie­rung ihrer Lösungen.

Tech­no­lo­gie­sei­tig ist es ins­be­son­de­re die Con­tai­ner-Tech­no­lo­gie, die IoT und Edge Com­pu­ting in Zukunft prä­gen wird: Con­tai­ner las­sen sich nicht nur nach Bedarf ska­lie­ren, son­dern sind auch Cloud-nativ und damit ent­spre­chend agil. Zudem las­sen sie sich auch trotz gro­ßer Anzahl leicht und zen­tral mana­gen, schnell mit Sicher­heits­patches ver­sor­gen und flä­chen­de­ckend mit neu­en Funk­tio­nen ausstatten.

Ein Rat zum Abschluss: Fremde Hilfe nutzen – aber bei der Auswahl von Partnern langfristig denken

Anwen­der­un­ter­neh­men wer­den in der Regel nicht umhin­kom­men, beim Auf­bau kom­ple­xer IoT-Umge­bun­gen frem­de Hil­fe in Anspruch zu neh­men. Bei der Aus­wahl von ent­spre­chen­den Partner*innen und Aus­rüs­tern soll­te dann aber ins­be­son­de­re drauf geach­tet wer­den, dass die­se neben aktu­el­lem tech­ni­schem Know-how, bei­spiels­wei­se zu Edge Com­pu­ting und Inte­gra­ti­on, auch die erfor­der­li­che Qua­li­fi­ka­ti­on für die tat­säch­li­che Umset­zung der eige­nen Ideen besitzen.

Neben einem ganz­heit­li­chen IoT-Kon­zept und einer kla­ren IoT-Stra­te­gie für eine umfas­sen­de und lang­fris­ti­ge Unter­stüt­zung gehört dazu auch die Fle­xi­bi­li­tät bei der Pro­jek­t­um­set­zung, um der Varia­bi­li­tät der zah­len­rei­chen indus­tri­el­len Pro­zes­se gerecht zu wer­den. Machen die poten­zi­el­len Partner*innen hier­bei einen posi­ti­ven Ein­druck, ste­hen der erfolg­rei­chen Umset­zung von IoT-Pro­jek­ten eini­ge Hür­den weni­ger im Weg.

Die wichtigsten Fähigkeiten von IoT-Anbietern aus Anwendersicht 

Möch­ten Sie mehr über die Stu­die erfah­ren? Dann fin­den Sie hier eine Zusam­men­fas­sung der wich­tigs­ten Ergeb­nis­se.


Infor­ma­tio­nen zu IDC Cen­tral Europe

IDC ist der welt­weit füh­ren­de Anbie­ter von Markt­in­for­ma­tio­nen, Bera­tungs­dienst­leis­tun­gen und Ver­an­stal­tun­gen auf dem Gebiet der Infor­ma­ti­ons­tech­no­lo­gie und der Tele­kom­mu­ni­ka­ti­on. IDC ana­ly­siert und pro­gnos­ti­ziert tech­no­lo­gi­sche und bran­chen­be­zo­ge­ne Trends und Poten­zia­le und ermög­licht ihren Kun­den so eine fun­dier­te Pla­nung ihrer Geschäfts­stra­te­gien sowie ihres IT-Ein­kaufs. Durch das Netz­werk der mehr als 1100 Ana­lys­ten in über 110 Län­dern mit glo­ba­ler, regio­na­ler und loka­ler Exper­ti­se kann IDC ihren Kun­den umfas­sen­den Rese­arch zu den ver­schie­dens­ten Seg­men­ten des IT‑, TK- und Con­su­mer Mark­tes zur Ver­fü­gung stel­len. Seit mehr als 50 Jah­ren ver­trau­en Busi­ness-Ver­ant­wort­li­che und IT-Füh­rungs­kräf­te bei der Ent­schei­dungs­fin­dung auf IDC.

Wei­te­re Infor­ma­tio­nen sind auf unse­ren Web­sei­ten unter www.idc.com oder www.idc.de zu fin­den.

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